El observatorio Chandra revela el origen de una extraña estructura cósmica con forma de clave de sol

Los investigadores creen que esta peculiar formación es el resultado de dos acontecimientos relacionados: una potente erupción procedente de un agujero negro supermasivo y la posterior colisión de dos cúmulos de galaxias.

La estructura, conocida como «Clave de Sol» por su semejanza con el símbolo musical, constituye un ejemplo llamativo de cómo los fenómenos más energéticos del universo pueden dejar huellas que perduran durante millones de años. Su estudio permite reconstruir procesos que tuvieron lugar a escalas extraordinarias, mucho después de que se produjeran los acontecimientos que dieron origen a su aspecto actual.

La estructura clave de sol esconde una colisión de cúmulos de galaxias

La formación destaca por su peculiar silueta, visible en las observaciones de ondas de radio. Sin embargo, comprender su origen no ha sido sencillo. La estructura se encuentra casi directamente detrás del plano de la Vía Láctea, una región en la que las estrellas, el gas y el polvo de nuestra propia galaxia dificultan la observación de los objetos situados más allá.

Para superar este obstáculo, los astrónomos combinaron observaciones de distintos telescopios capaces de estudiar diferentes longitudes de onda. Los datos del observatorio Chandra, junto con los del telescopio espacial de rayos X eROSITA, permitieron detectar gas extremadamente caliente en la región donde se encuentra la formación.

Este hallazgo resultó fundamental: el gas observado indica que la estructura está asociada a un cúmulo de galaxias. Además, los análisis revelaron que no se trata de un único cúmulo aislado, sino de dos grandes agrupaciones galácticas que están en proceso de fusión.

Los cúmulos de galaxias se encuentran entre las mayores estructuras gravitatorias del universo. Pueden contener cientos de galaxias, además de enormes cantidades de gas a temperaturas de millones de grados. Cuando dos de estos conjuntos interactúan, la energía liberada puede alterar profundamente el gas que los rodea y desencadenar fenómenos observables a escalas gigantescas.

Un agujero negro supermasivo habría iniciado el proceso

Los investigadores proponen que la formación de la clave de sol se desarrolló en dos etapas principales.

La primera habría comenzado con una potente erupción de un agujero negro supermasivo situado en la región central del cúmulo de galaxias. Estos objetos pueden tener una masa de millones o incluso miles de millones de veces la del Sol y, cuando acumulan materia, son capaces de impulsar enormes cantidades de energía hacia su entorno.

Durante aquella actividad, el agujero negro habría expulsado nubes de partículas cargadas y campos magnéticos a velocidades cercanas a la de la luz. Este material habría generado una intensa emisión de ondas de radio, formando una estructura extensa en el espacio.

Con el paso del tiempo, las partículas perdieron energía y la emisión de radio se debilitó. La formación quedó como una especie de huella fósil de la actividad pasada del agujero negro.

Pero la historia no terminó ahí.

La colisión volvió a iluminar la estructura

La segunda etapa habría comenzado cuando los dos cúmulos de galaxias chocaron. Según el equipo científico, la interacción pudo comprimir la nube de partículas y campos magnéticos creada anteriormente o devolver parte de su energía a las partículas, haciendo que la estructura volviera a brillar intensamente en ondas de radio.

Las ondas de choque generadas durante la colisión también podrían haber contribuido a este proceso. De manera similar a las ondas de presión que se producen cuando un avión supera la velocidad del sonido, estas perturbaciones pueden transportar energía a través del gas y modificar las condiciones físicas del entorno.

La combinación de ambos acontecimientos explicaría por qué una estructura originada por la actividad de un agujero negro presenta ahora una forma tan llamativa y una emisión de radio renovada.

Los investigadores estiman que la colisión directa entre los dos cúmulos tuvo lugar hace unos cientos de millones de años. Actualmente, ambos conjuntos de galaxias estarían alejándose después de su encuentro.

Reconstruir esta secuencia permite comprender cómo los agujeros negros supermasivos y las colisiones entre las mayores estructuras del universo pueden actuar conjuntamente para producir fenómenos observables mucho tiempo después de su origen.

Chandra permite detectar las huellas de la colisión

Para investigar lo sucedido, el equipo analizó la distribución del gas caliente mediante una técnica especial aplicada a los datos de rayos X. En condiciones normales, gran parte de la emisión de este gas presenta una distribución aproximadamente ovalada.

Los científicos retiraron esa forma simétrica de la imagen original para destacar las diferencias respecto a la distribución esperada. El resultado mostró una emisión residual de rayos X más intensa a ambos lados del centro del cúmulo y más débil en la zona central.

Esta asimetría proporcionó una pista importante sobre la dirección de la colisión. Los investigadores consideran que el encuentro entre los dos cúmulos se produjo principalmente a lo largo de un eje que, en la imagen, va de izquierda a derecha.

La combinación de estos datos con las observaciones en ondas de radio e infrarrojo permitió obtener una visión más completa del sistema. Cada tipo de observación aporta información diferente: los rayos X revelan el gas extremadamente caliente, las ondas de radio muestran la estructura asociada a las partículas energéticas y los campos magnéticos, y el infrarrojo ayuda a observar las galaxias y otros objetos presentes en la región.

¿Por qué parece una clave de sol?

La semejanza con un símbolo musical es una coincidencia visual conocida como pareidolia, un fenómeno por el que el cerebro reconoce formas familiares en patrones que no tienen necesariamente relación con ellas.

En este caso, la estructura de ondas de radio dibuja una línea sinuosa que recuerda a una clave de sol, con un trazo vertical y varias curvas. No existe una conexión física entre la formación y la notación musical: su aspecto es consecuencia de los procesos astrofísicos que han moldeado la distribución de partículas y campos magnéticos.

Aun así, esa apariencia tan reconocible ha convertido a la estructura en un ejemplo especialmente atractivo de cómo los fenómenos cósmicos pueden adoptar formas sorprendentes.

Una ventana a la evolución de las grandes estructuras del universo
El estudio de la Clave de Sol muestra cómo la combinación de observaciones en distintas longitudes de onda permite reconstruir la historia de sistemas cósmicos complejos. Una señal de radio, aparentemente aislada, puede conservar información sobre la actividad pasada de un agujero negro y sobre una colisión entre cúmulos de galaxias ocurrida cientos de millones de años atrás.

Las observaciones de Chandra han ayudado a relacionar la peculiar estructura con el gas caliente y la dinámica de los cúmulos, mientras que los datos de radio permiten seguir la evolución de las partículas energéticas expulsadas por el agujero negro.

El resultado ofrece una nueva perspectiva sobre la interacción entre los agujeros negros supermasivos y las mayores agrupaciones de galaxias. En el universo, algunos acontecimientos no desaparecen sin dejar rastro: sus efectos pueden permanecer durante millones de años, esperando a que los telescopios adecuados permitan descifrar su origen.

Fuente: NASANET